Введение. При создании новых лекарств математическое моделирование и компьютерная симуляция обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными методами исследования. Оптимизация ХТС и биотехнологических систем с использованием динамических характеристик объекта управления с самовыравниванием дает нам возможность получать качественные лекарственные средства с минимальными затратами сырья.
Цель исследования. Оптимизировать химико-технологическую систему с использованием динамических характеристик объекта управления с самовыравниванием.
Материалы и методы. В данной статье в качестве объекта регулирования рассматривается кожухотрубный теплообменник. Цель функционирования объекта - поддержание заданной температуры подогреваемой воды. Для математического моделирования и компьютерной симуляции использовалась программа «M-Lab5-2010», расчеты производились в программе «Microsoft Office Excel».
Результаты и обсуждения. Определение динамических характеристик объекта управления с самовыравниванием осуществляем по его переходной характеристике. Наиболее часто при определении динамических свойств объекта регулирования применяют ступенчатое возмущающее воздействие, т.е. экспериментально находят переходную функцию объекта [1].
Упрощенная схема объекта показана на рисунке 1, где обозначены:
U - управляющее воздействие (вход) - расход пара;
X - регулируемый параметр (выход) - температура горячей воды;
X1 - промежуточный (вспомогательный) режимный параметр -расход пара;
V - возмущение - расход холодной воды;
В результате проделанной работы и выполненных расчетов можно сказать, что использованный нами метод площадей является одним удобных методов идентификации динамических характеристик объектов управления. Этот метод удобен как для реализации на ЭВМ, так и для ручного счета и обладает вполне удовлетворительной для практики точностью [2].
Метод предполагает идентификацию вне процесса управления, так как использует не результаты измерений при нормальной эксплуатации САУ, а требуется проведения
44специальных экспериментов по снятию кривой отклика объекта на ступенчатое возмущение на входе объекта. По этой экспериментально полученной кривой разгона определяется коэффициенты передаточной функции. Исходные данные и результаты расчетов представлены на рисунке 2.
Выводы. Расчеты показали, что в первых двух случаях модель адекватная, а в последнем случае при исследовании по дополнительному каналу возмущения модель неадекватна. Отсюда делаем вывод, что для регулирования кожухотрубного теплообменника для нашего случая необходимо использовать основной (по температуре горячей воды) и вспомогательный (по расходу пара) контуры регулирования, то есть поддержание заданной температуры подогреваемой воды осуществляется каскадной АСР.
Список литературы
1. Автоматическое управление в химической промышленности: учебник для вузов. Под ред. Дудникова Е.Г. -М.: Химия, 1987. -368с.
2. Васильков Ю.В., Василькова Н.Н. Компьютерные технологии вычислений математическом моделировании: Учебное пособие. - M: Финансы и статистика, 2002 265с: ил.